【摘要】：為了研究隨機(jī)地震動(dòng)場多點(diǎn)激勵(lì)作用下寬幅大跨橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng),基于二維相干模型,考慮地震波非平穩(wěn)性合成橋址各支承點(diǎn)的人工地震加速度時(shí)程波,采用多項(xiàng)式擬合法在時(shí)域內(nèi)對(duì)各支承點(diǎn)處的人工合成加速度波進(jìn)行校正,并對(duì)校正前后加速度波的響應(yīng)譜進(jìn)行比較校驗(yàn);隨后以某大跨自錨式懸索橋?yàn)槔?利有限元軟件中線性時(shí)程分析模塊,將所合成的加速度地震波施加于結(jié)構(gòu),對(duì)比研究一致激勵(lì)與隨機(jī)地震動(dòng)多點(diǎn)激勵(lì)下寬幅大跨橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。分析表明,考慮二維相干和地震波非平穩(wěn)性合成的各支承點(diǎn)地震加速度時(shí)程波可采用多項(xiàng)式擬合法進(jìn)行基線漂移現(xiàn)象的校正,同時(shí)應(yīng)對(duì)修正前后加速度波的反應(yīng)譜進(jìn)行比較校驗(yàn);對(duì)于大跨且橫橋向支承點(diǎn)相距較遠(yuǎn)的橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮橫橋向地震波的非一致性。
【圖文】：

整數(shù)）；鐖ｍｋ為隨機(jī)相位角，滿足［０，２π］上的均勻分布，且當(dāng)ｍ≠ｒ或者ｋ≠ｓ時(shí)，鐖ｍｋ與鐖ｒｓ相互獨(dú)立。通過數(shù)學(xué)變形可得到幅值和相角與功率譜之間的關(guān)系（詳細(xì)推導(dǎo)見文獻(xiàn)［１］），那么只要已知需要合成的各點(diǎn)功率譜就可得到各點(diǎn)地震動(dòng)時(shí)程樣本。１．３橋址處各支點(diǎn)地震動(dòng)加速度時(shí)程本文以桃花峪黃河大橋主橋?yàn)槔�。該橋�(yàn)殡p塔三跨自錨式懸索橋，主跨跨徑為４０６ｍ，邊跨為１６０ｍ，包含風(fēng)嘴在內(nèi)橋面共寬３９ｍ，目前居同類橋型世界第一；各支承點(diǎn)位置見圖１所示，其中Ｘ為縱橋向、Ｙ為橫橋向，假設(shè)地震波的傳播方向從１點(diǎn)到６點(diǎn)。圖１大橋各支承點(diǎn)位置示意（單位：ｍ）Ｆｉｇ．１Ｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｐｏｉｎｔｓ（Ｕｎｉｔ：ｍ）大橋橋址區(qū)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為０．４５ｓ，根據(jù)該橋地震安評(píng)報(bào)告可知，其地震烈度為Ⅶ度，工程場地土為中軟場地土，，５０年超越概率１０％的水平地震動(dòng)加速度峰值為１６３．８ｇａｌ。依據(jù)上述方法，可以得到各支點(diǎn)地震加速度時(shí)程曲線。２加速度時(shí)程曲線的修正及校驗(yàn)２．１加速度時(shí)程曲線修正人工合成地震動(dòng)的過程中，往往會(huì)導(dǎo)致速度和位移的計(jì)算結(jié)果嚴(yán)重偏離基線，即速度和位移時(shí)程第４１３９卷第１期李杰，等：隨機(jī)地震動(dòng)場多點(diǎn)激勵(lì)下寬幅大跨橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)研究

在地震波結(jié)束時(shí)不為零，甚至?xí)艽�，這就是地震波的基線漂移現(xiàn)象。因此在用這樣的地震波時(shí)程曲線做地震響應(yīng)分析之前需要對(duì)其進(jìn)行必要的修正，以排除因基線漂移現(xiàn)象給計(jì)算結(jié)果造成的影響。修正地震波基線漂移的方法有三種：一是在頻域內(nèi)根據(jù)地震波的頻譜特性將不合適的頻率過濾掉；二是多項(xiàng)式擬合法［１７］；三是將前兩種方法結(jié)合使用。本文采用多項(xiàng)式擬合法在時(shí)域內(nèi)對(duì)各支承點(diǎn)處的人工合成加速度波進(jìn)行校正［１７］，然后對(duì)修正后的加速度波進(jìn)行二次積分，得到圖２中虛線（為修正后各支承點(diǎn)處地震波位移加速度時(shí)程曲線）。由圖２可以看出，修正后位移時(shí)程曲線的基線均回歸零點(diǎn)，消除了零線漂移現(xiàn)象。因此，采用多項(xiàng)式擬合法可以有效地消除地震記錄或者人工波積分后速度時(shí)程、位移時(shí)程的零線漂移現(xiàn)象。圖２支承點(diǎn)１的位移時(shí)程Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｔｉｍｅ－ｈｉｓｔｏｒｙｏｆｓｕｐｐｏｒｔｐｏｉｎｔ１２．２加速度時(shí)程曲線的校驗(yàn)雖然經(jīng)過上述方法的修正很好地解決了位移零線漂移的情況，但并不意味著此方法的正確性，因?yàn)閷?duì)地震波進(jìn)行修正還有一項(xiàng)重要原則，就是修正過程中不能對(duì)原地震時(shí)程頻譜特性改變過大，否則修正結(jié)果可能是不可靠的。根據(jù)此原則對(duì)本文擬合后的地震波時(shí)程數(shù)據(jù)在頻域內(nèi)進(jìn)行校核，如圖３（限于篇幅僅給出支承點(diǎn)１的反應(yīng)譜）所示，比較了修正前后加速度波的反應(yīng)譜（阻尼比�。埃埃�，周期從０．０２～４ｓ）。從圖３中可以看出，修正前后地震波的反映譜偏差非常小，表明校正后的結(jié)果是合理可信的。２．３多點(diǎn)地震動(dòng)加速度時(shí)程曲線經(jīng)過上述方法修正后，圖４

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